早些時候，氧化還原電位ORP主要應用在工業廢水的治理中，特別是處理一些金屬精加工中產生的廢水，后來在市政污水處理廠也逐步得到了廣泛的應用。 污水系統中存在著多種變價離子和溶解氧，即多個氧化還原電對。通過ORP在線監測儀表，污水中的氧化還原電位可以在很短時間內被檢測出來，不需要再通過化驗室進行的采樣測量，在時間上可以大大縮短化驗流程，提高了工作效率。在污水處理系統中重要的氧化還原反應包括含碳、含氮、含磷等有機污染物的生物降解，有機物的水解和酸化，硝化和反硝化反應，生物厭氧釋磷，好氧吸磷等。

1.污水處理的各個階段，微生物所需求的氧化還原電位不同

一般好氧微生物在+100mV以上均可生長，最適為+300～+400mV；兼性厭氧微生物在+100mV以上時進行好氧呼吸，在+100mV以下時進行無氧呼吸；專性厭氧細菌要求為-200～-250mV，其中專性厭氧的產甲烷菌要求為 -300～-400mV，最適為-330mV。

好氧活性污泥法系統中正常的氧化還原環境在+200～+600mV之間。污水生化處理中常見的反應過程所適宜的ORP值范圍，如下表所示：

2.作為好氧生物處理、缺氧生物處理及厭氧生物處理中的控制策略

通過監測和管理污水的ORP，管理人員可人為地控制生物反應發生。通過改變工藝運行的環境條件，如：加大曝氣量增加溶解氧濃度、投加氧化性物質等措施提高氧化還原電位、減小曝氣量降低溶解氧濃度、投加碳源和還原性物質降低氧化還原電位，從而實現促進或阻止該反應的進行。因此，管理人員利用ORP作為好氧生物處理、缺氧生物處理及厭氧生物處理中的控制參數，可實現更好的處理效果。

總而言之，對于污水處理廠的好氧生物處理，ORP與COD、BOD的生物降解，ORP與硝化反應具有良好的相關性。對于缺氧生物處理，ORP與反硝化狀態的硝酸鹽氮濃度在缺氧生物處理過程中存在一定的相關性，可以以此作為判斷反硝化過程是否結束的一個標準。

3.控制除磷工藝段的處理效果，提高除磷效果

對于生物除磷、除磷包括兩個步驟：一是在厭氧環境下磷的釋放階段，發酵菌在ORP在-100～-225mV的條件下產生脂肪酸，脂肪酸通過聚磷菌吸收，同時釋放磷進入水體中。二是在好氧池內聚磷菌開始降解上階段吸收的脂肪酸同時從ATP轉化成ADP獲得能量，這種能量的儲存需要從水中吸附過量的磷，吸附磷的反應要求好氧池內的ORP為+25～+250mV 之間，才能發生生物除磷的存儲。因此，工作人員可通過ORP來控制除磷工藝段的處理效果，提高除磷效果。

當工作人員不希望在一個硝化反應過程發生反硝化反應或亞硝酸鹽的聚集，必須保持超過+50mV的ORP值。同理，管理人員防止在下水管道系統中發生惡臭（H2S）的產生，管理人員必須保持管道中超過-50mV的ORP值，以防止硫化物的形成和反應。

4.調節工藝的曝氣時間和曝氣強度，節能降耗

除此之外，工作人員還可以利用ORP與水中溶解氧的顯著相關性，通過ORP來調節工藝的曝氣時間和曝氣強度，在滿足生物反應條件的同時，達到節能降耗的目的。